Образование области фазовых превращений при конверсии гидрата CH$_4$ в гидрат CO$_2$ в пористой среде

Исследуется задача с неизвестной подвижной границей конверсии гидрата CH$_4$ в гидрат CO$_2$ в пористой среде. Предполагается, что в начальном состоянии гидрат метана сосуществует с водой и свободным метаном в состоянии термодинамического равновесия. Вычисления показывают, что предположения о существовании фронтового режима конверсии и постоянстве насыщенностей перед фронтом в математической модели приводят к переохлаждению гидрата метана. Предложена обобщенная математическая модель, которая учитывает фазовые переходы в протяженной области перед фронтом. Найдено автомодельное решение задачи в линейном приближении. Проведенные расчеты показывают, что инжекция углекислого газа с конверсией гидрата метана в гидрат углекислого газа сопровождается образованием гидрата метана перед фронтом. Показано, что количество образовавшегося гидрата метана перед фронтом растет с увеличением давления инжекции и проницаемости. Найдено, что образование гидрата в области смеси повышает скорость фронта конверсии.